Близость Венеры и особенно Меркурия к ослепительному Солнцу, а также отсутствие возможности наблюдать их диски на небе целиком, когда они от Солнца дальше, а к Земле ближе, очень затрудняют изучение поверхности и атмосферы этих планет. Лишь в последние годы радиолокационные наблюдения Венеры и Меркурия, фотографирование их с близкого расстояния автоматическими станциями и другие методы впервые дали надежные сведения о вращении этих планет вокруг оси и о строении их поверхности.
Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, немногим больше Луны, но средняя плотность ее почти такая же, как и у Земли. Радионаблюдения обнаружили крайне медленное вращение Меркурия. Звездные сутки его, т.е. период вращения вокруг оси относительно звезд, равны 58,6 наших суток. Солнечные сутки на этой планете составляют около 176 земных суток, когда как один оборот Меркурия вокруг Солнца, его год – 88 наших суток, почти вдвое короче.
Ряд признаков говорят о возможности существования у Меркурия атмосферы, но в тысячи раз более разреженной, чем земная. Поэтому дневное полушарие его сильно накаляется. В подсолнечной точке на Меркурии была изменена температура более +300 градусов Цельсия. При такой температуре плавился свинец. Поверхность Меркурия усеяна кольцевыми горами и кратерами настолько густо, что на фотографиях ее почти невозможно отличить от поверхности Луны.
Венера издавна привлекала к себе особое внимание уже тем, что она лишь немногим меньше Земли по объему и по массе. Еще Ломоносов и его современники обнаружили существование у Венеры атмосферы. Ломоносов правильно полагал, что она плотнее, чем земная. Позднее спектральные наблюдения обнаружили в составе атмосферы Венеры большое количество углекислого газа. Венера окутана сплошным покровом белых облаков. Измерения температуры надоблачного слоя планеты с Земли давали около -40 градусов Цельсия и на дневном и на ночном полушарии.
Радионаблюдения выявили, что Венера вращается вокруг оси в сторону, противоположную той, в которую вращаются все планеты (кроме Урана) и в которую она сама обращается вокруг Солнца. Солнечные сутки на ней составляют 117 земных суток. Наклон оси Венеры к плоскости ее орбиты близок к прямому углу, так что на ней нет смены времен года. На Венере всегда и везде очень жарко.
С 1961 г. начались запуски к Венере советских автоматических станций. Некоторые станции имели аппараты, спускавшиеся на Венеру на парашюте, автоматические приборы которых измеряли характеристики ее атмосферы на различной высоте и передавали эти сведения по радио на Землю. Магнитного поля Венеры эти приборы не обнаружили. У поверхности ее температура близка к +450 градусам Цельсия, а давление составляет около 100 атмосфер. Крайне высокая температура в нижних слоях атмосферы Венеры и на ее поверхности в большой мере обусловлена так называемым «парниковым эффектом». Солнечные световые лучи поглощаются в нижних слоях и, излучаясь обратно в виде тепловых лучей, задерживаются ее облачным слоем, как тепло в парниках. На 97% по массе атмосфера Венеры состоит из углекислого газа. Азот и инертные газы составляют лишь несколько процентов, кислород – около 0,1%, а водяной пар еще меньше. С высотой над поверхностью температура понижается, и в стратосфере Венеры царит мороз. Скорость ветров, составляющих всего несколько метров в секунду в нижних слоях атмосферы, на высотах около 50 км достигает 60 м/сек. Через облака Венеры (состав их еще пока не ясен) поверхность планеты не видна. Радиолокационные данные говорят о наличии на Венере ряда больших кратеров, а малых там можно ожидать еще больше. В видимых лучах облака Венеры совершенно однородны и белы, но в ультрафиолетовых отчетливо видна их структура, говорящая о сильных течениях газа в атмосфере.